安徽农业大学

安徽农业大学在超强弹性体材料领域取得突破

有望挑战世界性课题蜘蛛丝仿生材料

日前，受蜘蛛丝超强超弹性能的启发，安徽农业大学生物质分子工程中心汪钟凯教授团队以蓖麻油为原材料，制备了一种抗拉强度超过200兆帕的超强荧光弹性体，实现了农林生物质的高值转化和利用。该成果以“制备具有取向微结构的超强长链聚酰胺弹性体”为题，发表在著名学术期刊《自然·通讯》上。

有研究表明，蜘蛛丝力学拉伸强度最强可达到800兆帕，这相当于用一根铅笔粗细的十字园蜘蛛丝，就可以停住一架正在降落中(速度为80m/s)的波音747飞机(重量180000kg)。蜘蛛丝的这种超强超弹性能来源于丝蛋白内部的纳米晶体的特殊取向结构。因此，这一研究方向得到了科研工作者的广泛关注。

该团队在植物油脂高分子合成的研究中发现了一种新路径，能够将蓖麻油转化为一系列高纯度的单体，通过对单体的聚合制备形成模仿蛋白的聚合物分子，进一步精确调节这些聚合物的分子组成，获得了纳米晶体的特殊结构。并通过机械加工使这种特殊的纳米晶体实现了类似于蜘蛛丝的取向结构，最终获得抗拉强度超过200兆帕的超强荧光弹性体。相对于当前弹性体强度普遍在几十兆帕而言，该成果取得重大突破，为进一步挑战蜘蛛丝仿生材料这一世界性课题提供了新思路。

以往的研究显示，生物质资源能够被转化为高分子材料，但在成本及性能方面还不能与当前的石油基高分子材料媲美。本次研究成果在生物质材料性能方面取得突破，有效加快了廉价农林生物质资源转化为高分子新材料的发展步伐，有利于人们摆脱对石化资源的依赖，以改善环境并实现低碳生活。